圖1 實驗光路圖與激光光譜

近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所高功率激光物理聯(lián)合實驗室在高功率紫外和深紫外皮秒光源方面取得研究進展。相關(guān)成果以“High-power picosecond UV and deep-UV laser sources delivering powers of 30 W at 355 nm, 10 W at 266 nm, and 5 W at 213 nm”為題發(fā)表于Optics Letters。

高功率皮秒激光具有短時間尺度、高重復(fù)頻率的優(yōu)勢，在工業(yè)加工、精密制造等系列領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。特別是具有高光子能量的深紫外激光，其在許多材料中呈現(xiàn)出更強的雙光子吸收效應(yīng)，因而對于寬帶隙材料精密加工具有顯著的優(yōu)勢，并已逐漸成為工業(yè)界的重要設(shè)備。目前，紫外激光產(chǎn)生的主要方式是基于二次諧波產(chǎn)生、和頻產(chǎn)生等非線性光學(xué)效應(yīng)，但高重復(fù)頻率的紫外激光仍然面臨著低轉(zhuǎn)換效率和平均功率的難題，特別是以210 nm為代表的深紫外波段。

研究人員在系統(tǒng)表征硼酸鹽晶體特性基礎(chǔ)上，基于1064 nm高重頻、高功率Nd:YVO4激光，在355 nm、266 nm、213 nm波段分別實現(xiàn)了30 W、10 W、5 W水平的功率輸出。這項工作獲得的結(jié)果將有助于深紫外激光在科研和工業(yè)領(lǐng)域中進一步廣泛應(yīng)用。同時，研究團隊基于在深紫外激光領(lǐng)域的技術(shù)積累和經(jīng)驗[Optics Letters47 (2022)、Optics Express30 (2022)、AIP Advances12 (2022)、CrystEngComm25 (2023)、Optics Letters 49 (2024)、Optics Letters 50 (2025)]，目前在高能量和高功率方面均已取得關(guān)鍵進展，進一步開發(fā)了波長更短的真空紫外激光，后續(xù)將在前沿科學(xué)研究和先進工業(yè)制造中發(fā)揮關(guān)鍵應(yīng)用。

圖2 355、266、213 nm激光功率與近遠場光斑

相關(guān)工作得到了國家自然科學(xué)基金、上海市重大專項、上海市揚帆計劃、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會、中國科學(xué)院先導(dǎo)專項課題的支持。

審核編輯 黃宇